Created by BCL easyConverter SDK 3 (HTML Version)

Sborník v deckých prací Vysoké školy báĖské – Technické univerzity Ostrava ěada hornicko-geologická

Volume LI (2005), No.2, p. 117-122, ISSN 0474-8476

Vladimir SKAZHENIK*, Oleg MOROZ**, Victor VITSINSKY***

COMPLEX OF SOFTWARE SUPPORT FOR COMPUTER SIMULATION OF DEPOSITS AND DECISION OF MINING-GEOLOGICAL PROBLEMS

SOUBOR PROGRAMOVÝCH PROSTěEDK PRO POýÍTAýOVOU SIMULACI LOŽISEK

A ěEŠENÍ BÁ SKO - GEOLOGICKÝCH PROBLÉM

Abstract

The questions of modelling mining enterprises and the complex decision of problems of mining manu- facture on the basis of computer simulation are considered In given article. Functions of subsystems are de- scribed, examples of models’ creation and the decision of specific tasks are given. Distinctive features of soft- ware system in comparison with similar foreign software packages are considered.

Abstrakt

ýlánek se zabývá otázkami modelování dĤlních podnikĤ a komplexním Ĝešením problémĤ báĖské výroby na základČ poþítaþové simulace. Jsou popsány funkce subsystémĤ, pĜíklady tvorby modelĤ a Ĝešení konkrétních úkolĤ. Jsou rozebrány charakteristické znaky softwarového systému ve srovnání s podobnými zahraniþními softwarovými balíky.

Key words: Computer simulation, Software products, Modelling mining, 3D Visualization.

The headlong development of computer technologies

The headlong development of computer technologies of the information processing predetermine change of methods and ways of the decision of problems of mining manufacture. Last years an economic estima- tion of mineral deposits, the decision of geological problems and designing of deposit development to an in- creasing extent is based on a computer modelling of deposits. The complex, interconnected decision of problems of mining manufacture is only possible on the basis of creation a computer database with development condi- tions and logically interconnected algorithms of information processing . In the CIS countries a number of spe- cialised software packages for deposits modelling are distributed. These are such software complexes as Micro- mine, Gemcom, Datamine, Surpack. Functions of these systems are identical. As a rule, in these systems con- struction of 3D deposit models, construction of cuts and projections, the decision of geological problems, design- ing and planning are provided. However, distribution of these software products a number of circumstances re- strains. Firstly, the accepted techniques of deposits investigation and estimation of reserves in the CIS countries somewhat differ from those realized in the above mentioned software. Secondly, deposits are unique by the na- ture and it is not always possible to consider peculiarities of a specific deposit by means of a standard software package. Thirdly, a price of the foreign software is quite high and small mining enterprises can rarely afford to supply this software for workplaces of the personnel.

The long-term experience of employees of Donetsk National Technical University and the firm “Geosoft” has allowed to create own modules of software support, which realises the following tasks:

creation of presentation 3D model of a deposit with simulation possible variants of mining works develop- ment and calculation of the basic economic-financial indicators;

*Professor Ing., Donetsk National Technical University, Ukraine

**Associate Professor, Ph D, Donetsk National Technical University, Ukraine

***Ing., public corporation “Buryatzoloto”, Russia

117

the automated solution of geological problems – 3D visualisation of useful component allocation, deposits delineation, estimation of reserves, preparing a graphical documentation for estimation of reserves;

automation of mine surveying problems – a computerization of surveyor observations (a survey traverse, tacheometry, levelling), creating electronic version of graphical documentation, calculation of the areas, volumes;

solving of designing and planning problems – construction of cuts and projections, construction of project development drifts, calculation and a graphical representation of the production plan and a development works plan;

creation of the integrated management system for mining manufacture on the basis of unified database, sub- systems interconnection, decision making on the basis of the objective information and the multichoice analysis.[1]

Software packages are applied in industry on a number of Russian gold mining enterprises (in Transbai- kalia, Primorski Krai, the Amur area). The developed software can be used for an estimation of investment ap- peal of gold mining enterprises, for business-plans elaboration for development of mining works, for current mining enterprise management. Using the software, models of some deposits were created: Zun-Kholbinskoe gold ore deposit, Mayskoe gold ore deposits (Chukotka), tungsten deposits Kholtosonskoye (Buryatiya). The de- veloped software complex provides construction of a 3D graphical model of a deposit. The model includes fol- lowing objects: samples, contours of mining excavations (ditches, drives), holes, blocks, ore bodies, surfaces, lithologic formations, geological abnormalities (pic. 1).

Picture 1: 3D model of deposit

Obr. 1: Trojrozm rný model ložiska

A model of separate areas of a deposit, blocks, ore bodies and whole deposit is formed in based on pri- mary geological data.

118

Dynamic 3D visualization of model is possible in software means, which provides a comprehensive study of a deposit, understanding of peculiarities of a geological structure and the prevalent structure of mining excavations.

The basic functions of visualization: turn and moving a camera relatively of a point, scaling, change of a viewing angle, the central projection, parallel projection, “transparency” of objects, selective and full 3D visuali- zation of objects, construction of cuts on wire-frame model in any plane, a possibility of an objects painting in a 3D window.

The model allows to present a useful component allocation, to make the most efficient decisions on ex- ploring and exploitation of a deposit. Results of modelling (both graphical and digital) can be easily exported to standards of other packages (MICROMINE, GEMCOM, AUTOCAD).

The constructed model allows to calculate following parameters of objects:

volumes of ore bodies and excavations;

areas of profiles of excavations and blocks;

volumes of accompanying extraction, dilution and drops;

deposition angles of ore bodies and blocks.

Construction of model both an existing open pit on the fact data of surveyor observation (pic. 2) and a projected open pit according to surfaces contour lines of the open pit (pic. 3) is possible.

Picture 2: Model of an existing open pit on the fact data of surveyor observation

Obr. 2: Model existujícího povrchového dolu založený na skute ných datech m Ĝických m Ĝení

The software module “Mine-geology”, being a component of a software complex, can be used for a standards basing; for the decision of questions of expediency of off-balance reserves involving during deposits designing and exploitation; for an estimation of expediency of investments attraction into the development of gold mining.

The basic functionalities of the module:

input and display of the digital information on primary test of ore bodies on mining excavations and holes;

contouring an ore body on width and on plan with various variants standard parameters;

calculation of total lengths, meter-grams, average grades on sections;

119

formation of target documents for reserves estimation according to the established requirements (calculation of average grades, widths of sections and reserves of blocks);

numeralization of the information on primary tests of ore bodies and on layout of exploring excavations, borders of geological formations;

graphical modelling of a network of exploring excavations test and display of contouring ore bodies results.

Picture 3: Projected open pit according to surfaces contour lines

Obr. 3: Projektovaný povrchový dĤl podle vrstevnic

The source information necessary for functioning of a software complex includes: text information on belonging of exploring excavation to some ore bodies/blocks; characteristics of samples of each exploring exca- vation; information describing a spatial location of a exploring hole or section, graphical information on mining developments, borders of geological formations, etc. the

Software complex provides graphical information output in the standard of engineering graphical pack- ages (a format of dxf-files) and the digital information output in the standard of foreign packages for deposits modelling (GEMCOM and other).

The model of a deposit is formed based on a documentation available at an enterprise. The developed software support allows to easily transform images of graphical objects (excavations, holes, bodies of a mineral) from 2D to 3D system of co-ordinates (pic. 1, 2). At that, unlike foreign packages, it is not required presence of digital co-ordinates of all objects.

In the software complex the toolkit for changing, editing and creation of new objects is realized. Editing is possible not only in absolute co-ordinates, as in many other software complexes, but in any cuts and planes with their further output in file DXF, which enables to prepare report graphical documentation.

Surveying, geological, designing and planning tasks are automated based on existing methods and tech- niques of surveyors, geologists and mining engineers. It causes understanding of principles of software function- ing by the personnel and fast application automated workplaces in manufacture. The friendly interface of the software, an possibility of daily support by developers, enrolment the software to the real customer’s conditions provide effective exploitation of the software.

Complex automation of the primary goals of mining manufacture allows proceed to construction of the integrated enterprise management system.

120

Distinctive peculiarities of the software system

realization on own software modules (unlike the systems focused on AutoCAD and MapInfo), which predetermines low price of the software, flexibility and independence of system;

the developed graphical and digital information export/import to the conventional standards (dxf files of graphical information and dbf files of digital information), which provides compatibility of system with other packages;

adaptation under real conditions of deposits exploitation, operative support of the software by the developer;

a comprehensible and clear mechanism of interaction of the geologist and the mining engineer with software that determines use of model in daily work.

References

[1] Skazhenik V., B., Vitsinskij V., A., Petrovskaya ., S.: Automation of solution tasks of designing and planning of mining works in conditions Kholbinskoye gold ore deposits. Messages of the Donetsk college of mines, Donetsk, DonNTU, 2003, p. 120-123.

Resumé

Rychlý vývoj poþítaþových technologií pro zpracování informací pĜedem urþuje zmČnu metod a zpĤsobĤ Ĝešení problémĤ dĤlní výroby. Poslední roky je založen ekonomický odhad ložisek nerostných surovin, Ĝešení geologických problémĤ a návrh otvírky a pĜípravy ložiska stále více na poþítaþovém modelování ložisek. Komplexní vzájemnČ propojené Ĝešení problémĤ dĤlní výroby je možné pouze na základČ vytvoĜení poþítaþové databáze s podmínkami pĜípravy a logicky propojenými algoritmy zpracování informací. V zemích Spoleþenství nezávislých státĤ je distribuováno množství balíkĤ specializovaného softwaru pro modelování ložisek jako napĜ. Micromine, Gemcom, Datamine, Surpack. Funkce tČchto systémĤ jsou identické. Zpravidla tyto systémy poskytují trojrozmČrnou konstrukci modelĤ ložisek konstrukci ĜezĤ a prĤmČtĤ/nárysĤ, Ĝešení geologických problémĤ, konstruování a projektování. Distribuce tČchto softwarových produktĤ však omezují mnohé okolnosti. Za prvé, pĜijaté techniky prĤzkumu ložisek a výpoþtu zásob v zemích Spoleþenství nezávislých státĤ se ponČkud liší od technik provádČných výše zmínČným softwarem. Za druhé, ložiska mají specifický charakter a není vždycky možné vzít v úvahu zvláštnosti konkrétního ložiska prostĜednictvím standardního softwarového balíku. Za tĜetí, cena tohoto zahraniþního softwaru je celkem vysoká a malé tČžaĜské podniky si mohou vzácnČ dovolit zásobovat tímto softwarem personál pracovištČ.

Dlouhodobé zkušenosti zamČstnancĤ DonČcké státní technické univerzity a firma „Geosoft“ umožnily vytvoĜit vlastní moduly softwaru, které provádČjí následující úkoly:

vytvoĜení prezentaþního trojrozmČrného modelu ložiska s možnými simulaþními variantami pĜípravy dobývacích prací a výpoþtu základních ekonomicko-finanþních ukazatelĤ;

automatizované Ĝešení geologických problémĤ – trojrozmČrná vizualizace rozdČlení užitkových složek, vymezení ložisek, výpoþet zásob, pĜíprava grafické dokumentace pro výpoþet zásob;

automatizace problémĤ dĤlního mČĜictví - automatizace mČĜických pozorování pomocí poþítaþe (prĤzkumný polygonový poĜad, tachymetrie, nivelování), vytváĜení elektronické verze grafické dokumentace, výpoþet ploch, objemĤ;

Ĝešení problémĤ konstruování a projektování – konstrukce ĜezĤ a prĤmČtĤ/nárysĤ, konstrukce projektovaných pĜípravných ražeb, výpoþet a grafické znázornČní plánu výroby a plánu pĜípravných prací;

tvorba integrovaných systémĤ Ĝízení pro dĤlní výrobu na základČ jednotné databáze,propojení subsystémĤ, rozhodování na bázi objektivních informací a analýzy násobného výbČru [1].

Balíky softwaru jsou používány v prĤmyslu na mnoha ruských podnicích tČžících zlato (Transbajkalsko, Primorsi Krai, oblast Amuru). Vyvinutý software mĤže být použit jako podklad žádosti o investice podnikĤ tČžících zlato, pro pĜípravu obchodních plánĤ pro pĜípravu dĤlních prací. Pro souþasný management dĤlních podnikĤ. Pomocí tohoto softwaru byly vytvoĜeny modely nČkterých ložisek: Zun-Kholbinskoe ložisko zlatonosných rud, zlatonosná ložiska Mayskoe (ýukotka), wolframová ložiska Kholtosonskoje (Buryatiya). Vyvinutý softwarový soubor poskytuje konstrukci trojrozmČrného grafického modelu ložiska. Model zahrnuje

121

následující objekty: vzorky, obrysy dĤlních dČl (jam, sledné chodby, dĤlní díla malého prĤĜezu, bloky rudních tČles, povrchĤ, litologických souvrství, geologických anomálií (obr. 1).

Model umožĖuje prezentovat rozdČlení užitkových složek, provádČt nejúþinnČjší rozhodnutí o prĤzkumu a tČžbČ ložiska. Výsledky modelování (grafické a digitální) mohou být snadno exportovány do standardních nebo jiných balíkĤ (MICROMINE, GENCOM, AUTOCAD).

Je možná konstrukce modelu jak existujícího povrchového dolu podle skuteþných údajĤ mČĜického mČĜení (obr. 2) tak projektovaného povrchového dolu podle vrstevnic povrchĤ povrchového dolu (Obr. 3).

Charakteristické zvláštnosti softwarového systému:

realizace na vlastních softwarových modulech (na rozdíl od systémĤ orientovaných na AutoCAD a MapInfo) pĜedurþující nízkou cenu softwaru, flexibilitu a nezávislost systému;

vyvinutý export/import grafických a digitálních informací do konvenþních standardních (dxf soubory grafických informací a dbf soubory digitálních informací), který umožĖuje kompatibilitu systému a jinými balíky;

úprava za skuteþných podmínek exploatace ložisek, provozní podpora softwaru tvĤrcem;

srozumitelný a jasný mechanismus interakce geologa a dĤlního inženýra se softwarem, který urþuje použití modelu pĜi každodenní práci.

Recenzenti: Doc. Dr. Ing. OldĜich Kodym, VŠB-TU Ostrava,

Doc. Ing. Petr ŽĤrek, CSc., VŠB-TU Ostrava.

122